Ученые из нескольких университетов США обнаружили в клетках внутреннего уха мышей белок, пропускающий через себя ионы водорода (H+). Ранее такие белки находили только в клетках вкусовых рецепторов, отвечающих за восприятие кислого вкуса. Ген, кодирующий очень близкий по строению белок, нашли и у насекомых, которые весьма эволюционно далеки от грызунов. Это позволяет предположить, что молекулы, пропускающие через себя H+, у множества животных выполняют важные, но пока не установленные физиологические функции. Научная статья опубликована в журнале Science.
Группа исследователей из Университета Южной Калифорнии и некоторых других организаций, изучая механизмы вкусового восприятия, обнаружила, что у мышей в клетках, воспринимающих кислый вкус, работают гены отопетринов (Otop). Ранее было известно, что отопетрины нужны для образования отолитов — «камешков» во внутреннем ухе, помогающим чувствовать наклон головы и таким образом обеспечивающим равновесие. Мыши с мутацией в гене Otop1 не могут сидеть прямо и постоянно куда-то наклоняются. Однако как устроен белок Otop1 и родственные ему молекулы, ранее не было известно.
Сравнивая последовательность Otop1 и других мышиных генов, ученые выяснили, что кодируемый этим геном белок представляет собой ионный канал. Такие каналы встраиваются в мембрану клетки и образуют в ней микроскопическую щель. Через нее в обе стороны (и внутрь, и наружу клетки) могут проходить заряженные частицы — ионы. Сама мембрана их не пропускает. Как правило, через ионный канал определенного типа проходят заряженные частицы всего нескольких видов, то есть эти белки обладают специфичностью. Очень немногие из них пропускают H+.
До описываемого исследования каналы для ионов водорода обнаруживали только в клетках вкусовых рецепторов. Именно эти молекулы и обеспечивают восприятие кислого вкуса, создаваемого H+. Однако никто не знал, какими генами эти каналы для ионов водорода кодируются. Описываемая работа показала, что найденные в вестибулярном аппарате отопетрины — это и есть белки, воспринимающие кислое и пропускающие через себя H+, и за их выработку также отвечает ген Otop1.
Авторы статьи стали искать гены, похожие по строению на Otop1, в ДНК различных организмов. Так выяснилось, что у самих мышей есть еще два гена того же семейства — Otop2 и Otop3. Они также кодируют каналы для ионов водорода. Кроме того, близкий к Otop1 по строению ген нашли даже у плодовой мушки дрозофилы. Поскольку эволюционно мухи весьма далеки от мышей, исследователи предположили, что ионные каналы, пропускающие H+, выполняют некие фундаментальные функции, необходимые для жизнедеятельности большинства, если не всех, животных. Что это именно за функции, покажут будущие эксперименты.
[Иллюстрация: u-Hsiang Tu and Emily Liman]
